单金属浮动密封技术研究 被引量：12

1

作者 张宝生 陈家庆 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期99-103,共5页

与传统的双橡胶圈浮动密封相比,单金属浮动密封具有占用空间小、承受转速高、磨损小的优点。在国外钻井工程中的实际应用表明,该技术能大幅度提高密封件的可靠性和工作寿命,是一种高性能的密封新技术,值得在国内密封行业推广。介绍了单... 与传统的双橡胶圈浮动密封相比,单金属浮动密封具有占用空间小、承受转速高、磨损小的优点。在国外钻井工程中的实际应用表明,该技术能大幅度提高密封件的可靠性和工作寿命,是一种高性能的密封新技术,值得在国内密封行业推广。介绍了单金属浮动密封的应用特点、润滑模型、计算机辅助工程(CAE)在理论研究中的应用、表面强化技术在单金属浮动密封中的应用情况,指出通过表面强化技术提高密封摩擦副的性能、建立混合润滑状态下单金属浮动密封的设计理论、采用CAE技术优化密封端面参数是研究开发单金属浮动密封有效途径,其中采用CAE技术优化密封端面参数将是单金属浮动密封研究的近期目标。 展开更多

关键词 单金属浮动密封 计算机辅助工程 表面处理 混合润滑

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牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理 被引量：13

2

作者 张宝生 陈家庆 蒋立培 《石油机械》 北大核心 2003年第2期1-3,14,共4页

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc Marc ,结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密... 在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc Marc ,结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析 ,提出实际应用中应注意的问题 ,并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响 ,为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。 展开更多

关键词 浮动密封 密封机理 金属密封 端面 密封面 密封能力 润滑脂 牙轮钻头 接触应力分布 接触压力

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单金属浮动密封有限元模型研究 被引量：5

3

作者 张宝生 陈家庆 +2 位作者 刘振宇 李青松 熊浩然 《石油机械》 北大核心 2011年第6期1-3,18,共4页

针对现阶段橡胶参数理论分析中常用数据与实际橡胶参数值有一定差距,使得研究和分析处于定性阶段的现状,采用理论计算和试验对比的方法确定了单金属浮动密封中橡胶零件参数的准确数值。结果表明,支撑环橡胶材料参数最优值为C10=0.246,C0... 针对现阶段橡胶参数理论分析中常用数据与实际橡胶参数值有一定差距,使得研究和分析处于定性阶段的现状,采用理论计算和试验对比的方法确定了单金属浮动密封中橡胶零件参数的准确数值。结果表明,支撑环橡胶材料参数最优值为C10=0.246,C01=0.142,O形密封圈橡胶材料参数最优值C10=0.667,C01=0.318。说明所建立的计算模型能够比较准确地反映实际装配过程中的受力状态,该结论对定量分析单金属浮动密封力学特性具有重要意义。 展开更多

关键词 单金属 浮动密封 定量分析 有限元模型

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牙轮钻头SEMS2单金属浮动密封结构的改进 被引量：6

4

作者 张宝生 陈家庆 刘振宇 《石油机械》 北大核心 2010年第8期5-7,47,共4页

为了解决单金属浮动密封结构复杂和研制困难的问题,提出了一种改进型单金属浮动密封结构(GSEMS),它采用1个异形橡胶密封环代替O形橡胶圈和支持橡胶环,简化了密封结构,也减轻了它与轴颈之间的磨损。采用有限元软件对第2代单金属浮动密封(... 为了解决单金属浮动密封结构复杂和研制困难的问题,提出了一种改进型单金属浮动密封结构(GSEMS),它采用1个异形橡胶密封环代替O形橡胶圈和支持橡胶环,简化了密封结构,也减轻了它与轴颈之间的磨损。采用有限元软件对第2代单金属浮动密封(SEMS2)和GSEMS进行装配过程模拟,结果表明,两者在密封面上具有相近的受力分布和密封能力,能使用较软的橡胶材料得到较大的密封力,减小了静环内锥面和橡胶之间的缝隙,具有良好的密封性能。 展开更多

关键词 牙轮钻头 单金属浮动密封 结构 有限元分析

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牙轮钻头用新型单金属浮动密封研究 被引量：6

5

作者 张宝生 陈家庆 斯日古冷 《石油机械》 北大核心 2009年第11期32-35,90,共4页

通过建立新型单金属浮动密封有限元模型,对比分析了不同结构的支撑橡胶环和容槽对密封面接触压力大小和分布的影响,分析结果说明改进支撑橡胶环和容槽结构参数对提高密封性能作用显著;采用宽端外径大于窄端外径的静环,对增加动密封接触... 通过建立新型单金属浮动密封有限元模型,对比分析了不同结构的支撑橡胶环和容槽对密封面接触压力大小和分布的影响,分析结果说明改进支撑橡胶环和容槽结构参数对提高密封性能作用显著;采用宽端外径大于窄端外径的静环,对增加动密封接触面积、降低接触压力、改善动密封面接触力分布作用明显。最后指出在静环密封面上开出参数适合的斜面能有效改善动密封面接触压力的分布状态,不但使接触压力分布更为均匀,而且能使最大接触压力出现在润滑脂一侧,有效地降低动密封面的磨损。 展开更多

关键词 牙轮钻头 单金属浮动密封 支撑橡胶环 有限元分析

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牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理 被引量：2

6

作者 张宝生 陈家庆 蒋立培 《石油机械》 北大核心 2003年第3期1-3,14,共4页

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc.Marc，结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密... 在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc.Marc，结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析，提出实际应用中应注意的问题，并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响，为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。 展开更多

关键词 牙轮钻头 单金属 浮动密封结构 密封机理 石油钻头 有限元分析

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浮动密封在采煤机中的应用 被引量：6

7

作者 张剑华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期212-216,共5页

介绍了O形圈浮动密封结构设计、摩擦机理以及其与填料密封相比的特点。简述在浮动密封应用的场合,涉及端面密封参数的确定、密封环及O形圈材料的选择、制造和安装技术要求,并介绍在滚筒采煤机等应用O形圈浮动密封时和梭车行走齿轮传动... 介绍了O形圈浮动密封结构设计、摩擦机理以及其与填料密封相比的特点。简述在浮动密封应用的场合,涉及端面密封参数的确定、密封环及O形圈材料的选择、制造和安装技术要求,并介绍在滚筒采煤机等应用O形圈浮动密封时和梭车行走齿轮传动箱输出轴由填料密封改造为浮动密封的效果。 展开更多

关键词 采煤机械 浮动密封 端面摩擦 端面比压 平衡系数 反压系数

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浮动密封端面的主要类型及特点 被引量：1

8

作者 陈荷友 《流体工程》 CSCD 北大核心 1990年第12期45-49,共5页

一、前言浮动端面密封通常在水和泥砂以及高压工况下工作。它的作用是防止密封腔内的润滑油泄漏,阻止体外的水和泥砂的侵入,从而保证被密封的机件(如轴承)等在良好的条件下工作,以延长其使用周期。而要实现上述理想的效果。

关键词 浮动密封 端面 类型 特点

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双浮动密封橡胶O形圈接触应力分析 被引量：8

9

作者 王永乐 谢星 +2 位作者 李香 沈宗沼 丁思云 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期183-188,共6页

针对双浮动密封橡胶O形圈接触过程应力的变化,建立双浮动密封二维轴对称非线性接触模型;利用有限元方法对O形圈进行应力计算,分析O形圈在不同压缩率、不同浮封座和浮动环的斜面角度及不同摩擦因数下的应力变化情况。结果表明:橡胶O形圈... 针对双浮动密封橡胶O形圈接触过程应力的变化,建立双浮动密封二维轴对称非线性接触模型;利用有限元方法对O形圈进行应力计算,分析O形圈在不同压缩率、不同浮封座和浮动环的斜面角度及不同摩擦因数下的应力变化情况。结果表明:橡胶O形圈各应力最大值随压缩率的增加呈线性增大,O形圈内高应力分布区域随压缩率的增加而增大,并由接触部位附近向其中间位置扩散;摩擦因数对O形圈各应力影响很小,而浮封座和浮动环的斜面角度对O形圈等效应力和接触压力影响较大;随着浮封座斜面角的增加,等效应力总体趋于减小,接触压力先减小后缓慢增加,而剪切应力整体变化较小;随着浮动环斜面角的增加,等效应力、接触压力呈递增趋势,剪切应力曲线上下波动,但整体变化不明显。确定双浮动密封浮封座和浮动环斜面角度最优值,为双浮动密封结构设计提供了指导。 展开更多

关键词 双浮动密封 橡胶O形圈 非线性有限元分析 接触应力

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高速牙轮钻头金属浮动密封的实验研究 被引量：14

10

作者 罗纬 国洪领 《石油机械》 北大核心 1991年第10期23-27,5-6,共5页

介绍了金属浮动密封机理及特点,用实验方法给出了设计牙轮钻头金属浮动密封的轴向压缩量δ,模拟牙轮钻头工况对金属浮动密封的密封性能进行了实验研究。实验结果表明,金属浮动密封能够有效地适应牙轮钻头振动工况,并在高速条件下具有漏... 介绍了金属浮动密封机理及特点,用实验方法给出了设计牙轮钻头金属浮动密封的轴向压缩量δ,模拟牙轮钻头工况对金属浮动密封的密封性能进行了实验研究。实验结果表明,金属浮动密封能够有效地适应牙轮钻头振动工况,并在高速条件下具有漏失量小、摩擦热少、磨损轻微、寿命长等优点,为研制高速牙轮钻头提供了有效的密封设计参数。 展开更多

关键词 钻头 金属浮动密封 牙轮钻头

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基于Archard理论的浮动密封结构磨损特性试验研究 被引量：5

11

作者 高俊峰 李伟 +2 位作者 靳卫华 吴磊 明友 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第8期1147-1156,共10页

管线闸阀工作过程中,常常会因密封接触面的磨损而导致其密封失效。针对这一问题,以代号为Z943Y-300Lb的高压管线平板闸阀为例,对其浮动密封结构的磨损特性进行了理论推导、仿真分析和试验测试研究。首先,运用了任意拉格朗日-欧拉(ALE)... 管线闸阀工作过程中,常常会因密封接触面的磨损而导致其密封失效。针对这一问题,以代号为Z943Y-300Lb的高压管线平板闸阀为例,对其浮动密封结构的磨损特性进行了理论推导、仿真分析和试验测试研究。首先,运用了任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法和Archard磨损模型,对浮动密封结构启闭后的接触面磨损厚度进行了理论推导;然后,根据浮动密封结构特点,提出了以全局磨损量均方根值(RMS)为评价指标的方法;接着,利用ABAQUS软件,对浮动密封结构进行了摩擦动力学仿真分析,并研究了不同启闭次数、密封面宽度对浮动密封结构磨损特性的影响问题;最后,采用最小二乘法建立了高压管线平板闸阀密封面磨损量预测模型,预测磨损等厚度时所允许的磨损寿命,并根据试验测试结果对仿真结果的准确性进行了验证。研究结果表明:相对于其他区域,区域Ⅰ、区域Ⅱ的磨损量较大;启闭速度对闸阀密封结构的磨损寿命影响较大,随着启闭速度的增加,密封结构的区间磨损寿命呈现先增加、后减小的趋势;启闭速度为210 mm/s时,闸阀密封结构的磨损寿命最大;在一定的范围内,其磨损寿命随着密封面宽度增大而增加。该研究分析可为闸阀密封结构的优化设计及寿命预测提供理论基础。 展开更多

关键词 高压管线平板闸阀 Archard理论模型 任意拉格朗日-欧拉方法 磨损量均方根值 浮动密封结构失效 启闭速度 磨损寿命

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350/400 AEF(4)型凝结水升压泵浮动密封装置的改进

12

作者 刘国权 《中国电力》 CSCD 北大核心 1998年第6期70-71,共2页

３５０／４００ＡＥＦ（４）型凝结水升压泵浮动密封装置的改进ＴｏＩｍｐｒｏｖｅＦｌｏａｔｉｎｇＳｅａｌｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓｏｆ３５０／４００ＡＥＦ（４）ＴｙｐｅＣｏｎｄｅｎｓａｔｅＢｏｏｓｔｅｒＰｕｍｐ马鞍山第二发电厂... ３５０／４００ＡＥＦ（４）型凝结水升压泵浮动密封装置的改进ＴｏＩｍｐｒｏｖｅＦｌｏａｔｉｎｇＳｅａｌｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓｏｆ３５０／４００ＡＥＦ（４）ＴｙｐｅＣｏｎｄｅｎｓａｔｅＢｏｏｓｔｅｒＰｕｍｐ马鞍山第二发电厂刘国权（马鞍山２４３０５１）０概述... 展开更多

关键词 发电厂 凝结水升压泵 浮动密封装置

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机械浮动密封座铣床夹具设计

13

作者 朱晓慧 任延举 陈召光 《南方农机》 2020年第11期117-117,121,共2页

本文在对机械浮动密封座的性能及加工特点的研究基础之上,为满足企业实现批量生产的要求,设计用来铣削浮动密封座键槽的铣床夹具。

关键词 浮动密封座 铣削加工 夹具设计

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液体火箭发动机涡轮泵浮动环密封泄漏特性修正方法

14

作者 王珏 窦唯 +2 位作者 姜绪强 金志磊 林奇燕 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期722-730,共9页

为了更精确计算浮动环密封泄漏特性的变化规律,结合建立的浮动密封环间隙内流体瞬态流动模型和搭建大压差高速涡轮泵浮动环密封特性试验台,基于泄漏量均方根误差最小优化目标,采用梯度下降法寻找最优修正系数,构建一种涡轮泵浮动环泄漏... 为了更精确计算浮动环密封泄漏特性的变化规律,结合建立的浮动密封环间隙内流体瞬态流动模型和搭建大压差高速涡轮泵浮动环密封特性试验台,基于泄漏量均方根误差最小优化目标,采用梯度下降法寻找最优修正系数,构建一种涡轮泵浮动环泄漏量修正方法,并采用案例验证该方法的准确性。结果表明,提出的泄漏量修正方法具有高效与高精度的特点,以0.11 mm间隙浮动环为例,数值计算泄漏量与试验值最大误差由7.41%降低为1.42%,仅需几个浮动环泄漏量试验测试数据,即可获得较精确的全工况的泄漏量数据。该方法可以用于指导液体火箭发动机涡轮泵密封环设计,确保更精确计算发动机工作效率。 展开更多

关键词 液体火箭发动机涡轮泵 浮动环密封 泄漏特性 试验研究

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织构化弹性箔片端面气膜密封性能综合优化研究

15

作者 张俊杰 陈源 +4 位作者 李运堂 李孝禄 王冰清 金杰 章聪 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1060-1071,共12页

为提升弹性箔片端面气膜密封(CFFGS)综合性能,本文中提出1种新型超椭圆织构浮动坝箔片端面气膜密封(SHFSD-CFFGS),该结构通过在箔片区开设超椭圆型孔织构,利用二次动压效应提升了密封的开启性和气膜稳定性.此外,在密封坝底部设计了柔性... 为提升弹性箔片端面气膜密封(CFFGS)综合性能,本文中提出1种新型超椭圆织构浮动坝箔片端面气膜密封(SHFSD-CFFGS),该结构通过在箔片区开设超椭圆型孔织构,利用二次动压效应提升了密封的开启性和气膜稳定性.此外,在密封坝底部设计了柔性箔片支撑增强了其自适应性,并通过表面双列倾斜超椭圆型孔织构来改善控漏性能.基于气体润滑和弹性力学相关理论,建立SHFSD-CFFGS气弹耦合润滑理论模型,研究浮动坝区型孔织构形状、倾角、方向因子和深度对SHFSD-CFFGS密封性能的影响规律并开展箔片区和坝区柔度系数优化设计.结果表明:超椭圆织构端面结构在保证箔片密封具有较好开启力和气膜刚度的同时能够进一步减小泄漏率;且在本文参数研究范围内,当超椭圆系数n_(2)取1、内外侧型孔倾角θ_(1)和θ_(2)取40°、超椭圆织构长半轴a_(2)取1.75 mm、短半轴b_(2)取0.70 mm、织构深度Td2取6μm、箔片区柔度系数α1取0.005~0.010、浮动坝区柔度系数α_(2)取1×10^(-5)~1×10^(-4)时,SHFSDCFFGS具有较优的综合密封性能. 展开更多

关键词 箔片密封 浮动密封坝 超椭圆织构 上游泵送 密封性能

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大直径双浮动端面密封结构多目标优化设计 被引量：2

16

作者 谢星 王永乐 +2 位作者 李凤成 丁思云 沈宗沼 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第5期25-31,39,共8页

针对缺乏直径大于600 mm浮动端面密封环结构参数选取标准的问题,建立了密封橡胶O形圈二维轴对称非线性接触模型;结合试验设计、有限元计算、响应面模型、多目标优化算法与优劣解距离决策方法,以密封环最大变形量和端面比压为目标,开展... 针对缺乏直径大于600 mm浮动端面密封环结构参数选取标准的问题,建立了密封橡胶O形圈二维轴对称非线性接触模型;结合试验设计、有限元计算、响应面模型、多目标优化算法与优劣解距离决策方法,以密封环最大变形量和端面比压为目标,开展了不同结构双浮动端面密封优化设计研究;分析了密封环结构参数对其端面比压与变形量的影响规律。结果表明:密封环锥面最小半径R_(min)与锥面角 β 越大,密封端面比压越大;R_(min)与 β 越大,安装间隙A越小,密封环变形量越大。影响端面比压的主因素为R_(min)与 β,影响变形量的主因素为R_(min)。浮动环最优结构参数为:R_(min)=381 mm,β=23°,A=18 mm,相应的密封环端面比压为0.49 MPa,最大变形量为12.11 μm。经过静压和运转密封性能测试试验,设计的双浮动端面密封无泄漏,表明优化设计方法有效可行。 展开更多

关键词 双浮动端面密封 结构设计 多目标优化 变形量 端面比压

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基于修正Archard模型非连续接触的浮动球密封结构磨损行为研究

17

作者 高俊峰 赵嘉逸 +3 位作者 冯玉林 杨玲玲 李伟 明友 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第4期20-27,共8页

针对不连续接触磨损问题,以硬密封浮动球阀中浮动球密封结构为研究对象,将欧拉-拉格朗日耦合法(CEL)、全局网络重构法(ALE)、修正Archard模型与硬密封条件下的数值计算模型相结合,利用Abaqus子程序UMESHMOTION,实现对非连续接触密封结... 针对不连续接触磨损问题,以硬密封浮动球阀中浮动球密封结构为研究对象,将欧拉-拉格朗日耦合法(CEL)、全局网络重构法(ALE)、修正Archard模型与硬密封条件下的数值计算模型相结合,利用Abaqus子程序UMESHMOTION,实现对非连续接触密封结构的磨损仿真分析,探究流体介质压力、启闭速度及密封面宽度等对密封面磨损特性的影响规律,揭示不连续接触条件下的磨损机制;提出密封结构接触面全局磨损量均值(GWA)的评价方法。结果表明:非连续接触形式下,磨损较大位置出现应力集中;启闭速度和密封面宽度对密封面磨损影响较小;当V_(oc)为2 mm/s时GWA最小;当b_(m)为3.0 mm时GWA最小;流体介质压力对密封面磨损影响较大;非连续接触的磨损机理主要是磨粒磨损和疲劳磨损。研究结果可为不连续接触结构的优化设计提供理论基础和技术支撑。 展开更多

关键词 Archard磨损模型 非连续接触 浮动球密封结构 磨损特性 欧拉-拉格朗日耦合 全局网络重构

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曝气机主轴浮动端面密封的设计 被引量：3

18

作者 李小瓯 盛业涛 +2 位作者 邢金龙 冯帅将 刘卫庄 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期118-121,共4页

曝气机广泛应用在城市污水和工业废水处理氧化沟工艺技术中,其水平转动轴一般采用传统的旋转唇形密封。对曝气机水平转动轴旋转唇形密封泄漏的原因进行分析,指出唇形密封的密封面微观凹凸体的变形和密封唇的倾斜是造成密封失效的主要原... 曝气机广泛应用在城市污水和工业废水处理氧化沟工艺技术中,其水平转动轴一般采用传统的旋转唇形密封。对曝气机水平转动轴旋转唇形密封泄漏的原因进行分析,指出唇形密封的密封面微观凹凸体的变形和密封唇的倾斜是造成密封失效的主要原因。设计浮动端面密封,该密封的动环和静环均为浮动环,密封浮动性好,对水平转动轴的支承轴的同轴度和偏心不敏感,密封效果好。通过大量的现场使用证明,曝气机水平转动轴采用浮动端面密封结构方法是可行的。 展开更多

关键词 浮动密封 曝气机 主轴密封

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浮动和接触密封对轴系振动影响的测试及分析 被引量：22

19

作者 施维新 《中国电力》 CSCD 北大核心 2004年第2期11-16,共6页

介绍安装在容量为25～660MW发电机组轴系不同轴向位置上的浮动和接触密封对振动影响的测试结果,分析产生振动的机理及特征,提出诊断方法和防治对策,并对发电机转子密封瓦产生碰磨振动具备的条件作了论证。

关键词 氢冷发电机 汽轮发电机 浮动密封 接触密封 轴系振动 测试 密封瓦

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浮动端面密封系统中O形圈的研究 被引量：6

20

作者 陈荷友 《流体工程》 CSCD 北大核心 1992年第9期36-41,35,共7页

论述了O形圈的密封原理、设计原则、压力与摩擦力矩,压力与泄漏量之间的关系,并将它们成功地应用于浮动端面密封系统的设计中。

关键词 浮动密封 O形圈 设计 密封

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